基于EEM-PARAFAC分析冻融作用对高寒泥炭湿地土壤溶解性有机质的影响
基于EEM-PARAFAC分析冻融作用对高寒泥炭湿地土壤溶解性有机质的影响
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DOI：
10.12171/j.1000
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
王春梅
中科院分区：
文献类型：
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作者：
王鹏;商帅帅;郭璠;邱景琮;王鑫晴;王诗淇;王春梅
【目的】全球气候变暖加速了土壤冻融格局的改变,而冻融作用又对土壤溶解性有机质(DOM)产生深刻的影响。 【方法】以高寒泥炭湿地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融的方式开展了两种冻融条件下(日冻融:–3 ℃/5 ℃,12 h/12 h, 30次;深度冻融:–24 ℃/5 ℃,20 d/10 d,1次)的试验研究,基于紫外–可见吸收光谱(UV-vis)和三维荧光光谱结合平行因子(EEM-PARAFAC)分析探究土壤DOM数量和质量的变化。【结果】(1)经过30 d培养后,两种冻融处理均显著提高了高寒泥炭湿地土壤溶解性有机碳(DOC)的含量,日冻融和深度冻融条件下土壤样品的DOC含量分别为183.26和187.06 mg/kg,相比于对照组分别增加了18.80%和21.26%(P < 0.05)。(2)不同冻融条件下的土壤DOM的紫外–可见吸收曲线线型差异较小,无明显特征吸收峰,且显示出吸光度随波长呈指数衰减的趋势,但经冻融处理的样品出现了明显的红移现象。(3)两种冻融处理均使得土壤DOM的腐殖化指数(HIX)值(从4.42增加至11.73和17.10)、254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸收值(SUVA254)(从1.35 mg/(L·cm)增加至1.37和1.40 mg/(L·cm))以及A253/A203值(0.38增加至0.40和0.43)增大,波长275 ~ 295 nm处光谱斜率系数减小(从13.34 μm–1减小至13.23和12.91 μm–1)。(4)EEM-PARAFAC鉴别出的荧光组分有类富里酸物质、类腐殖酸物质、溶解性微生物代谢产物和类蛋白物质,冻融改变了土壤DOM的组成以及各组分的贡献率。对照组土壤DOM组分C1、C2和C3的贡献率分别为37%、32%和31%;日冻融条件下,组分C1、 C2和C3的贡献率分别为41%、34%和25%;深度冻融条件下,组分C1、C2和C3的贡献率分别为44%、35%和21%。 【结论】冻融改变了土壤DOM的数量和质量,表现为DOC含量的增加和腐殖化程度的提高。